EP0066509B1 - Procédé de localisation du milieu liquide dans une cellule à milieu liquide et cellule correspondante - Google Patents

Procédé de localisation du milieu liquide dans une cellule à milieu liquide et cellule correspondante Download PDF

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EP0066509B1
EP0066509B1 EP19820400949 EP82400949A EP0066509B1 EP 0066509 B1 EP0066509 B1 EP 0066509B1 EP 19820400949 EP19820400949 EP 19820400949 EP 82400949 A EP82400949 A EP 82400949A EP 0066509 B1 EP0066509 B1 EP 0066509B1
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liquid medium
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liquid
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Jean Frédéric Clerc
Françoise Vinet
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Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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    • G02F1/13392—Gaskets; Spacers; Sealing of cells spacers dispersed on the cell substrate, e.g. spherical particles, microfibres

Definitions

  • the present invention relates to a liquid medium display cell and a process for its manufacture. It finds an application in optoelectronics, and in particular in the production of screens for viewing images and / or alphanumeric data.
  • Such a cell comprises a liquid medium interposed between two flat walls, generally thin compared to their transverse dimensions and generally made of glass, kept apart from one another.
  • These two walls are made integral with one another in the vicinity of their edges, by means of resins or other suitable binders making it possible to block them in the correct position. Maintaining the two walls at a certain distance from each other can be obtained for example by means of shims, in particular arranged along the welded edges or distributed as uniformly as possible between the two walls; it can also be obtained by the use of rigid walls, for example because of their relatively large thickness.
  • the liquid medium mainly used is a liquid crystal which, as its name indicates, exhibits in the liquid state properties characteristic of solid crystals and in particular with regard to anisotropy.
  • gas bubbles must be located in a place in the cell that does not risk interfering with its operation. In fact, the presence of gas bubbles in the useful area of the cell can be particularly troublesome when said cell is used in the field of viewing images and / or alphanumeric data.
  • a cell in particular a display cell, comprising a liquid medium interposed between two walls, these walls being provided with grooves on their internal surfaces arranged so as to locate the liquid medium correctly .
  • This localization of the liquid medium is due to the surface tension, along the edges of the grooves.
  • the subject of the present invention is precisely a new cell making it possible to locate the liquid medium contained in this cell and, this, only in the useful zone of said cell and, therefore, to locate gas bubbles in the non-useful zone of the cell, and also relates to a method of manufacturing a corresponding liquid medium cell.
  • the invention relates to a display cell comprising a liquid medium interposed between two walls kept apart from one another, the walls being held integral with each other along their edge, characterized in that the two interior surfaces of the walls are, in the area useful for display, covered with a first material, and outside said area, covered with a second material, the first material having a tension larger than the second material.
  • the liquid medium used is preferably a liquid crystal.
  • the invention also relates to a method of manufacturing a cell of the kind of those previously described.
  • This process is characterized in that, before making the two walls integral, each of the interior surfaces of the walls is covered with two materials having different surface tensions so that, after having filled the cell with liquid medium, the area occupied by the liquid medium is located outside of the material with the lowest surface tension and the area occupied by the liquid medium is located in line with the material with the highest surface tension.
  • a liquid medium cell In Figure 1, there is shown in section, a liquid medium cell.
  • the cell consists of a liquid medium 2, which may be a liquid crystal, interposed between two plane walls 4 and 6 parallel to each other.
  • the two flat walls 4 and 6, made of glass, are kept apart from one another by means of shims of constant thickness 8, regularly distributed between the two walls.
  • the walls 4 and 6 are integral with one another by means of a weld 10 made in the vicinity of the edges of said walls.
  • the weld 10 which serves as a sealing wall can be produced using resins or by fusible glass screen printing.
  • Such a liquid medium cell is done by depositing, for example, on one of the walls of shims of constant thickness 8, and this by any known means, then, by placing the wall provided with said shims opposite the 'other wall so that the shims are placed between the two walls. Then, the two walls 4 and 6 are made integral with the aid of the weld 10. Finally, said cell is filled with the liquid medium 2 through an adequate orifice 18 (FIG. 2).
  • the surfaces of the walls 4 and 6 are covered opposite two materials such as 14a and 14b having different surface tensions.
  • FIG 2 there is shown, by means of a top view of the cell, the respective location of the two materials 14a and 14b.
  • the material 14a having the greatest surface tension also called wetting material
  • the material 14b having the lowest surface tension also called non-wetting material
  • the material 14b having the lowest surface tension, also called non-wetting material, may be deposited at the periphery of the cell on the surfaces of said walls facing each other so that the area occupied by the liquid medium is located outside of said material, this material 14b attracting little or, even, not at all the liquid medium. Consequently, the gas pocket 12 will be driven opposite the material 14b, that is to say outside of the material 14a.
  • the gas pocket 12 may be located outside the useful area for display and the liquid medium at the right of this useful area.
  • the material 14a having the greatest surface tension is for example a material chosen from the group comprising lecithin, the siloxanes of formula (SiO), the resins of the alkylbenzene sulfonate type known under the abbreviation of ABS resins, resins known by the abbreviation DMOAP.
  • the material 14b having the lowest surface tension is for example a fluorinated material such as carbon fluoride, magnesium fluoride.

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Description

  • La présente invention a pour objet une cellule d'affichage à milieu liquide et un procédé de sa fabrication. Elle trouve une application en optoélectronique, et en particulier dans la réalisation d'écran de visualisation d'images et/ou de données alphanumériques.
  • Une telle cellule comprend un milieu liquide intercalé entre deux parois planes, généralement minces par rapport à leurs dimensions traversales et généralement réalisées en verre, maintenues écartées l'une de l'autre. Ces deux parois sont rendues solidaires l'une de l'autre au voisinage de leurs bords, au moyen de résines ou d'autres liants convenables permettant de les bloquer dans la position correcte. Le maintien des deux parois à une certaine distance l'une de l'autre peut être obtenu par exemple au moyen de cales d'épaisseur, notamment disposées le long des bords soudés ou réparties le plus uniformément possible entre les deux parois ; il peut aussi être obtenu par l'utilisation de parois rigides, par exemple du fait de leur épaisseur relativement grande.
  • Dans le domaine de la visualisation, le milieu liquide principalement utilisé est un cristal liquide qui comme son nom l'indique présente à l'état liquide des propriétés caractéristiques des cristaux solides et en particulier en ce qui concerne l'anisotropie.
  • On sait que pour obtenir un bon fonctionnement de la cellule en général, il est nécessaire que toute la zone utile de la cellule soit remplie de milieu liquide. Or, on sait que lorsque l'on remplit la cellule de milieu liquide, des bulles de gaz apparaissent au sein de la cellule.
  • Ces bulles de gaz, doivent être localisées en un endroit de la cellule ne risquant pas de gêner le fonctionnement de celle-ci. En effet, la présence de bulles de gaz dans la zone utile de la cellule peut être particulièrement gênante lorsque ladite cellule est employée dans le domaine de visualisation d'images et/ou de données alphanumériques.
  • Dans le document FR-A-2 039 689, il est décrit une cellule, notamment d'affichage, comprenant un milieu liquide intercalé entre deux parois, ces parois étant munies de rainures sur leurs surfaces intérieures agencées de façon à localiser le milieu liquide correctement. Cette localisation du milieu liquide est due à la tension superficielle, le long des bords des rainures.
  • La présente invention a justement pour objet une nouvelle cellule permettant de localiser le milieu liquide contenu dans cette cellule et, ce, uniquement dans la zone utile de ladite cellule et, donc, de localiser les bulles gazeuses dans la zone non utile de la cellule, et a aussi pour objet un procédé de fabrication d'une cellule à milieu liquide correspondante.
  • De façon plus précise, l'invention a pour objet une cellule d'affichage comprenant un milieu liquide intercalé entre deux parois maintenues écartées l'une de l'autre, les parois étant maintenues solidaires l'une à l'autre le long de leur bord, caractérisée en ce que les deux surfaces intérieures des parois sont, dans la zone utile à l'affichage, recouvertes d'un premier matériau, et en dehors de ladite zone, recouvertes d'un second matériau, le premier matériau présentant une tension superficielle plus grande que le deuxième matériau.
  • Dans cette cellule, le milieu liquide utilisé est de préférence un cristal liquide.
  • L'invention a aussi pour objet un procédé de fabrication d'une cellule du genre de celles précédemment décrites. Ce procédé se caractérise en ce que, avant de rendre solidaires les deux parois, on recouvre chacune des surfaces intérieures des parois de deux matériaux présentant des tensions superficielles différentes de façon que, après avoir rempli de milieu liquide la cellule, la zone occupée par le milieu liquide soit située en dehors du matériau présentant la tension superficielle la plus faible et que la zone occupée par le milieu liquide soit située au droit du matériau présentant la tension superficielle la plus grande.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, donnée à titre purement illustratif et non limitatif, en référence aux figures annexées, dans lesquelles :
    • la figure 1 représente une vue en coupe d'une cellule à milieu liquide, selon l'invention, et,
    • la figure 2 représente une vue de dessus de la cellule de la figure 1.
  • Sur la figure 1, on a représenté en coupe, une cellule à milieu liquide. La cellule est constituée d'un milieu liquide 2, pouvant être un cristal liquide, intercalé entre deux parois planes 4 et 6 parallèles entre elles. Les deux parois planes 4 et 6, réalisées en verre, sont maintenues écartées l'une de l'autre au moyen de cales d'épaisseur constante 8, régulièrement réparties entre les deux parois. Les parois 4 et 6 sont solidaires l'une de l'autre au moyen d'une soudure 10 effectuée au voisinage des bords desdites parois. La soudure 10 qui sert de mur d'étanchéité peut être réalisée à l'aide de résines ou par sérigraphie de verre fusible.
  • La fabrication d'une telle cellule à milieu liquide se fait en déposant par exemple sur l'une des parois des cales d'épaisseur constante 8, et ce par tout moyen connu, puis, en disposant la paroi munie desdites cales en regard de l'autre paroi de façon que les cales d'épaisseur soient placées entre les deux parois. Ensuite, on rend solidaires les deux parois 4 et 6 à l'aide de la soudure 10. Enfin, on remplit ladite cellule du milieu liquide 2 par un orifice adéquat 18 (figure 2).
  • Lors du remplissage de la cellule, il apparaît une poche gazeuse 12 ou des bulles gazeuses au sein de ladite cellule.
  • Selon l'invention, afin de localiser le milieu liquide dans la zone utile de la cellule, comme par exemple au centre de ladite cellule, et donc de localiser la poche gazeuse dans la zone non utile de la cellule, comme par exemple à la périphérie de celle-ci, on recouvre les surfaces des parois 4 et 6 en vis-à-vis de deux matériaux tels que 14a et 14b présentant des tensions superficielles différentes.
  • Sur la figure 2, on a représenté, au moyen d'une vue de dessus de la cellule, l'emplacement respectif des deux matériaux 14a et 14b. Le matériau 14a présentant la tension superficielle la plus grande appelée encore matériau mouillant, sera déposé au centre des surfaces des parois 4 et 6 en vis-à-vis de façon que le milieu liquide 2 occupe la zone centrale de la cellule. En effet, le matériau mouillant 14a attire à lui le milieu liquide. En revanche, le matériau 14b, présentant la tension superficielle la plus faible, appelée encore matériau non mouillant, pourra être déposé à la périphérie de la cellule sur les surfaces desdites parois en vis-à-vis afin que la zone occupée par le milieu liquide soit située en dehors dudit matériau, ce matériau 14b attirant peu ou, même, pas du tout le milieu liquide. En conséquence, la poche gazeuse 12 se trouvera chassée en regard du matériau 14b, c'est-à-dire en dehors du matériau 14a.
  • Dans le cas d'une cellule prévue pour la visualisation d'images et/ou de données alphanumériques, la poche gazeuse 12 pourra être localisée hors de la zone utile à l'affichage et le milieu liquide au droit de cette zone utile.
  • Le matériau 14a présentant la tension superficielle la plus grande est par exemple un matériau choisi dans le groupe comprenant la lécithine, les siloxanes de formule (SiO),, les résines du type sulfonate d'alkylbenzène connues sous l'abréviation de résines ABS, les résines connues sous l'abréviation DMOAP.
  • Le matériau 14b présentant la tension superficielle la plus faible, est par exemple un matériau fluoré tel que du fluorure de carbone, du fluorure de magnésium.

Claims (7)

1. Cellule d'affichage comprenant un milieu liquide intercalé entre deux parois (4, 6) maintenues écartées l'une de l'autre, les parois étant maintenues solidaires (10) l'une à l'autre le long de leur bord, caractérisée en ce que les deux surfaces intérieures des parois (4, 6) sont, dans la zone utile à l'affichage, recouvertes d'un premier matériau (14a), et en dehors de ladite zone, recouvertes d'un second matériau (14b), le premier matériau (14a) présentant une tension superficielle plus grande que le deuxième matériau (14b).
2. Cellule selon la revendication 1, caractérisée en ce que le milieu liquide (2) est un cristal liquide.
3. Cellule selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le deuxième matériau (14b) présentant la tension superficielle la plus faible est un matériau fluoré.
4. Cellule selon la revendication 3, caractérisée en ce que le matériau fluoré est choisi dans le groupe comprenant le fluorure de carbone, le fluorure de. magnésium.
5. Cellule selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le premier matériau (14a) présentant la tension superficielle la plus grande est choisi dans le groupe comprenant la lécithine, les siloxanes, les résines du type sulfonate d'alkylbenzène et les résines connues sous l'abréviation DMOAP.
6. Procédé de fabrication de la cellule d'affichage selon la revendication 1, dans laquelle le milieu liquide est localisé, caractérisé en ce que, avant de rendre solidaire les deux parois, on recouvre chacune des surfaces intérieures des parois de deux matériaux (14a, 14b) présentant des tensions superficielles différentes, de façon que, après avoir rempli de milieu liquide (2) la cellule, la zone occupée par le milieu liquide soit située en dehors du matériau présentant la tension superficielle la plus faible (14b) et que la zone occupée par le milieu liquide soit située au droit du matériau présentant la tension superficielle la plus grande (14a).
EP19820400949 1981-05-27 1982-05-24 Procédé de localisation du milieu liquide dans une cellule à milieu liquide et cellule correspondante Expired EP0066509B1 (fr)

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